专利名称：用于除切削机加工的刀具中的连接件、刀具、刀头和刀夹的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于除切屑机加工的刀具中的连接件，其中该连接件包括两个相互作用表面和用于迫使这些表面压在一起的构件，其中这些表面成形有沟槽以便使得能够彼此形成锁紧，其中每个表面包括至少两组沟槽，其中每组沟槽具有一主方向，并且其中在相同表面中的主方向彼此横向地延伸。本发明还单独涉及一种刀具、一种刀头和一刀夹。
背景技术：
通过US6146060A已知一种用于除切屑机加工的刀具中的连接件，其中该连接件包括两个相互作用表面和用于迫使这些表面压在一起的构件。这些相互作用表面成形有沟槽以便使得能够相互形成锁紧。根据US6146060A的连接件的特征在于，相互作用表面布置成包括至少四个相互分开的位置。
通过DE3448086C2已知一种用于内部车削的刀具，其中在刀头和刀夹之间的连接件包括具有三个径向延伸杆的表面和具有三个径向延伸沟槽的相互作用表面。这意味着，相互作用表面可以相对于彼此采取三个单独的位置。所感兴趣的另一篇文献为US5863162。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种两个刀具部分之间的连接件，该连接件可以在刀具部分相对于彼此可能只占据单个位置的同时传递大力矩。
本发明的目的通过具有在相应独立权利要求中所限定的特征的连接件、刀具、刀头和刀夹来实现的。本发明的优选实施方案限定在从属权利要求中。
附图的简要说明下面将参照附图对本发明的实施方案进行说明，其中
图1显示出包括连接面的根据本发明的部分刀夹的透视图；图2显示出根据本发明的刀头的透视图；图3显示出根据本发明的刀具的分解透视图；图4显示出在根据本发明的刀具的在与图3不同的另一个角度中看到的分解透视图；图5显示出根据本发明的刀具的透视图，其中包括在刀具中的各个部分相互连接；图6显示出根据本发明的刀头的可选实施方案的透视图。
具体实施例方式
在图1中所示的刀夹例如可以由钢或硬质合金制成。在图1中所示的刀夹1的自由端包括一前表面3和一螺纹孔5。前表面3具有圆形基本形状并且分别包括两组沟槽7A和7B。每组沟槽7A和7B分别大体上覆盖着一半前表面3并且分别包括多个相同的彼此分开的通道或沟槽7A和7B。第一沟槽7A具有第一主方向S1，并且第二沟槽7B具有第二主方向S2，主方向S1和S2彼此垂直。两组沟槽7A和7B彼此相邻并且相互重叠。在第一组中的每个第一沟槽7A与刀夹1的包络面相交于两点，而在第二组沟槽中的每个第二沟槽7B与刀夹1的包络面相交于一点。每个沟槽7A和7B具有最大宽度W，并且在绝对测量值中，该沟槽具有0.2-2mm的宽度，优选大约为1.5mm。角度在40°-80°的范围内，优选为55°-60°。至于这些沟槽的横截面几何形状的更详细设计，参照US6146060的说明书的相关部分。
在图1中所示的实施方案中，通过平面铣削或磨削制作出第一组沟槽7A，进刀方向与第一主方向S1平行。然后，用相同的刀具沿着与第二主方向S2平行的方向机加工出第二组沟槽7B。为了获得在第二组沟槽7B中的每个沟槽7B中的全部深度，最好将刀具进给一定距离进入第一组沟槽7A。由此，该刀具还将对包括在第一组沟槽7A中的材料进行机加工，这在图1中可以看出，其中整个或部分金字塔形第一顶端10形成在第一组沟槽7A中的第二组沟槽7B的终端中。在图1的实施方案中，第一组包括三个沟槽7A，而第二组包括四个沟槽7B。第一组和第二组沟槽在前表面3中的布置导致比在该表面为平面的情况明显更大的比表面。
图1的刀夹1还包括用于冷却介质的通道11，其中该通道11进入到刀夹1的埋头孔12中。在下面的说明书中将对冷却通道11在刀夹1中的位置的意义进行说明。
根据在图2中所示的本发明的刀头15优选用于内部车削。刀头15例如可以由硬质合金、金属陶瓷或高速钢制成。刀头15通常为圆柱形，并且具有径向延伸穿过刀头的剩余部分的刀刃部分16。该刀刃部分16按照传统的方式设有前刀面和后刀面。刀头15还设有贯穿的中心孔14，它用来与锁紧螺钉相互作用，参见下述。
刀头15设有一支撑面17，它通常具有圆形形状并且包括第三和第四组沟槽。第三组包括具有第三主方向S3的多个第三沟槽18A，而第四组包括多个具有第四主方向S4的第四沟槽18B，主方向S3和S4相互垂直。在刀头15的所示实施方案中，布置有三个(3)第三沟槽18A和三个(3)第四沟槽18B。由于第三和第四主方向S3和S4大体上相交，所以形成了整个或部分金字塔形第二顶端19，但是根据本发明的原理存在某些例外。这将在下面进行更全面地解释。至于第三和第四沟槽18A和18B的横截面几何形状，可以参照前面针对第一和第二沟槽7A和7B所述的那些。第三组和第四组沟槽18A和18B在支撑面17中的布置导致比在该表面为平面的情况中明显更大的比表面。在支撑面17中具有第三和第四组沟槽的根据图2的刀头15例如可以通过直接压制或注塑成形以及随后的烧结来制造出。至于沟槽组，也可以通过磨削来生产出。
在刀头15的所示实施方案中，属于该刀头15的组成部件的相互定位是这样的，一个假想面沿着轴向方向延伸穿过孔14的中心并且沿着第四主方向S4与刀刃部分16、沟槽18B以及细长的脊部20相交。
刀头15的沟槽结构的格外重要的特征在于，沿着第四主方向S4的中间沟槽18B只是延伸越过部分支撑面17，这更通常可以如此表示，在这些组沟槽18B的一组中的至少一个沟槽只是延伸越过一部分支撑面17。这要求形成细长脊部20，它没有被在具有第四主方向S4的沟槽组中的中间沟槽18B穿过。脊部20构成在沟槽18B中的止动件。脊部的假想延伸线与刀具的纵向中心线偏离或间隔开延伸。沿着第三主方向S3具有最大延伸的细长脊部20要求刀头15只能以一种方式安装在刀夹1中，这通过研究刀夹1的前表面3的沟槽结构来实现。
为了说明在刀夹1的前表面3上的刀头15的装配，现参照图3-5。在这些图中可以看出，刀头15通过锁紧螺钉21相对于刀夹1固定，该锁紧螺钉延伸穿过刀头15的通孔14并且进入到刀夹1的螺纹孔5中。如在图4中可以看出，刀头15设有用来与锁紧螺钉21的头部相互作用的与通孔14相关的台阶或类似物。
当刀头15的支撑面17与刀夹1的前表面3接触时，刀头15的细长脊部20容纳在沿着第一主方向S1延伸的向外设置得最远的第一沟槽7A中。通过观察前表面3和支撑面17的沟槽结构，可以知道可以容纳细长脊部20的唯一位置为在第一组沟槽中向外设置得最远的第一沟槽7A中。由此，可以消除刀头15被安装在不正确位置中的危险。在这一点上，应该指出，如果刀头15安装在相对于刀夹1的不正确位置中，则会出现刀头15相对于刀夹1倾斜的情况，这个倾斜如此之大以致于使得锁紧螺钉21不能进入到刀夹1的螺纹孔5中。
在图5中，显示出刀头15在刀夹1上处于安装状态。由于刀头15仅仅可以安装在刀夹1上的单个预定位置中，所以可以如此布置冷却通道11，从而使得从该冷却通道中出来的冷却介质被引导向刀头15的刀刃部分16。由此，提高了在刀刃对工件进行除切屑机加工时对刀刃进行令人满意的冷却的可能性。
在图6中所示的根据本发明的刀头115的可选实施方案在原理上与根据上面的刀头15的不同之处在于，布置在刀头的支撑面117中的每一组中的沟槽数。因此，刀头115的每一组沟槽118A、118B与刀头15相比包括额外的沟槽。按照与刀头5对应的方式，这些沟槽组118A和118B每个都分别具有主方向S3和S4，它们相互垂直。由于沟槽118A和118B相交这个事实，所以形成整个或部分金字塔形顶端119，但是根据本发明的原理具有某些例外。沿着第四主方向S4的两个中间沟槽118B只在一部分支撑面117上延伸。这要求形成细长脊部120，该脊部由在具有第四主方向S4的沟槽组中的中间沟槽118B所穿透。具有沿着第三主方向的最大延伸部分的细长脊部S3的形成要求，只能将刀头115以一种方式安装在附属刀夹中，该刀夹具有根据与刀夹1的原理相同的原理的沟槽结构，但是装配在刀头115上。细长脊部120的假象延伸线与刀头的纵向中心轴线偏离或间隔开延伸。
在图6中可以看出，设置得离孔114最近的金字塔形顶端119和设置得离孔114最近的脊部120的部分设有沟槽122，由于在孔114周围需要一定量余隙，所以为了制造技术原因所以要布置这些沟槽。
一般来说，对于根据本发明的刀具和包括在该刀具中的组成部件而言，优选具有小尺寸。因此，刀具/刀头/刀夹的直径/对角(acrosscorner)尺寸通常为5-10mm。刀刃部分16；116从刀头15；115的剩余部分伸出通常为2-5mm。
在上述实施方案中，细长脊部20；120布置在刀头15；115上。这意味着该刀头15；115与在US6146060A中所披露的已知技术相比进行了原则上改变。这意味着根据本发明的该新的刀头15；115可以原则上装配在根据US6146060A的刀夹中，这当然是特别大的优点。但是，在本发明的范围内，还可行的是，这些沟槽结构交换位置，即刀夹的前表面设有细长脊部。
在上述实施方案中，细长脊部20；120位于刀头15；115上尽可能远离刀刃部分16；116的位置处。但是，在本发明的范围内该细长脊部也可以位于刀头上的任选位置处。因此，该细长脊部仍然具有沿着第三主方向S3的延伸部分，但是设置得更靠近刀刃部分16；116。该细长脊部也可以具有沿着第四主方向S4的延伸部分。通常，在细长脊部在刀头15；115上的位置的变化中，必须对在刀夹1的前表面3上的沟槽结构进行相应的变化。在细长脊部位于刀夹1的前表面3上的情况中，相应的可选位置自然也是可行的，其中在该情况中也需要对刀头的支撑面的沟槽结构进行改变。
权利要求
1.用于除切屑机加工的第一部件(1)和第二部件(15；115)之间的连接件，该连接件包括两个相互作用表面(3，17)以及用于迫使这些表面(3，17)压在一起的构件(21)，所述表面(3，17)形成有沟槽，以便使得所述表面(3，17)能够相互形成锁紧，每个表面(3，17)包括至少两组沟槽(分别为7A，7B和18A和18B)，每组沟槽(7A，7B，18A，18B)具有主方向(S1，S2，S3，S4)，并且在相同表面中的主方向(分别为S1，S2和S3，S4)彼此横向地延伸，其特征在于，对于两个表面(3，17)而言，这些沟槽组(分别为7A，7B和18A，18B)完全没有相交，从而使得刀具部件仅仅可以相对于彼此占据单个位置。
2.如权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述表面中的一个设有细长脊部(20；120)，它具有沿着主方向(S3)的大于沿着相交的主方向(S4)的沟槽宽度(W)的延伸部。
3.如权利要求1或2所述的连接件，其特征在于，在相同表面中的所述主方向(分别为S1，S2和S3，S4)相互垂直。
4.一种用于除切屑机加工的刀具，它包括如权利要求1所述的在第一部件(1)和第二部件(15；115)之间的连接件，所述连接件包括两个相互作用表面(3，17)以及用于迫使这些表面(3，17)压在一起的构件(21)，所述表面(3，17)形成有沟槽，以便使得所述表面(3，17)能够相互形成锁紧，每个表面(3，17)包括至少两组沟槽(分别为7A，7B和18A和18B)，每组沟槽(7A，7B，18A，18B)具有主方向(S1，S2，S3，S4)，并且在相同表面中的主方向(分别为S1，S2和S3，S4)彼此横向地延伸，其特征在于，对于两个表面(3，17)而言，这些沟槽组(分别为7A，7B和18A，18B)完全没有相交，从而使得刀具部件仅仅可以相对于彼此占据单个位置。
5.如权利要求4所述的刀具，其特征在于，所述表面中的一个设有细长脊部(20；120)，它具有沿着主方向(S3)的大于沿着相交的主方向(S4)的沟槽宽度(W)的延伸部。
6.如权利要求4或5所述的连接件，其特征在于，在相同表面中的所述主方向(分别为S1，S2和S3，S4)相互垂直。
7.一种包括在如权利要求4所述的用于除切屑机加工的刀具中的刀头，该刀头(15；115)包括表面(17，117)，它用来与包括在所述刀具中的另一个表面(3)相互作用，该刀具具有用于迫使这些表面(3，17)压在一起的构件(21)，所述表面(3，17)形成有沟槽，以便使得所述表面(3，17)能够相互形成锁紧，每个表面(3，17)包括至少两组沟槽(分别为7A，7B和18A和18B)，每组沟槽(7A，7B，18A，18B)具有主方向(S1，S2，S3，S4)，并且在相同表面中的主方向(分别为S1，S2和S3，S4)彼此横向地延伸，其特征在于，对于刀头(15；115)的表面(17；117)而言，这些沟槽组(18A，18B和118A，118B)完全没有相交，从而只允许一个安装位置。
8.如权利要求7所述的刀头，其特征在于，所述表面(17；117)设有细长脊部(20；120)，它具有沿着主方向(S3)的大于沿着相交的主方向(S4)的沟槽宽度(W)的延伸部。
9.如权利要求7或8所述的刀头，其特征在于，在刀头(15；115)的表面(17；117)中的所述主方向(S3，S4)相互垂直，并且所述脊部(20)的假想延伸线与刀头的纵向中心轴线偏离或间隔开地延伸。
10.一种包括在如权利要求4所述的用于除切屑机加工的刀具中的刀夹，所述刀夹(1)包括表面(3)，它用来与包括在所述刀具中的另一个表面(17；117)相互作用，该刀具具有用于迫使这些表面(3，17)压在一起的构件(21)，其中所述表面(3，17)形成有沟槽，以便使得所述表面(3，17)能够相互形成锁紧，每个表面(3，17)包括至少两组沟槽(分别为7A，7B和18A和18B)，每组沟槽(7A，7B，18A，18B)具有主方向(S1，S2，S3，S4)，并且在相同表面中的主方向(分别为S1，S2和S3，S4)彼此横向地延伸，其特征在于，对于所述刀夹(1)的表面(3)而言，这些沟槽组(7A，7B)完全没有相交，从而只允许一个安装位置。
11.如权利要求10所述的刀夹，其特征在于，所述刀夹的表面设有细长脊部，它具有沿着主方向的大于沿着相交的另一主方向的沟槽宽度(W)的延伸部。
12.如权利要求10或11所述的刀夹，其特征在于，在刀夹(1)的表面(3)中的所述主方向(S1，S2)相互垂直。
全文摘要
本发明涉及一种用在除切屑机加工的第一部件(1)和第二部件(15)之间的连接件，其中该连接件包括两个相互作用表面(3，17)以及用于迫使这些表面(3，17)压在一起的构件(21)，其中所述表面(3，17)形成有沟槽，以便使得能够相互形成锁紧，其中每个表面(3，17)包括至少两组沟槽(分别为7A，7B和18A和18B)，其中每组沟槽(7A，7B，18A，18B)具有主方向(S1，S2，S3，S4)，并且其中在相同表面中的主方向(分别为S1，S2和S3，S4)彼此横向地延伸。本发明还单独涉及一种刀具、一种刀头和一刀夹。根据本发明的连接件其特征在于，对于两个表面(3，17)而言，这些沟槽组(分别为7A，7B和18A，18B)完全没有相交。
文档编号B23B27/00GK1665628SQ03815537
公开日2005年9月7日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年7月1日
发明者马茨·布吕歇尔, 约纳斯·博曼, 托马斯·埃里克松, 扬-奥洛夫·伦德奎斯特, 卡伊·维尔塔宁 申请人:山高刀具公司